AT515663B1 - Schienenfahrwerk - Google Patents

Abstract

Ein Schienenfahrwerk (15) weist einen Mechanismus zur Selbststeuerung von zwei Achslager (3) aufweisenden Radachsen (1) auf. Die diagonal angeordneten Achslager (3) sind durch Bowdenzüge (11) miteinander verbunden, die an den Achslagern (3) in Richtung der diagonalen Verbindungslinie (17) der Achslager (3) angreifen.

Description

Beschreibung SCHIENENFAHRWERK.

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrwerk mit einem Mechanismus zur Selbststeuerung von zwei Achslager aufweisenden Radachsen.

[0002] Bereits seit etwa 1880 werden bei zweiachsigen Eisenbahnfahrzeugen Einzelachsen durch eine besondere Anlenkung mit dem Wagenkasten verbunden. Diese nach dem seinerzeitigen "Verein mitteleuropäischer Eisenbahnverwaltungen" benannte "Vereinslenkachse" erlaubt dieser aufgrund der elastischen, durch Pendel ermöglichten Nachgiebigkeit in Längs- und Querrichtung eine (annähernde) Radialstellung in Gleisbögen mit großem Radius. Dabei werden Prinzipien des Zusammenwirkens von Rad und Schiene ausgenützt. Durch die allgemeinen und wesentlichen Steigerungen der Fahrgeschwindigkeit bei den Bahnen werden aber auch die im Folgenden beschriebenen Grenzen erreicht: [0003] · Zur Sicherstellung einer selbsttätigen Zentrierung des Radsatzes werden die Radprofile (annähernd) konisch ausgeführt, wodurch bei einer seitlichen Auslenkung eine Rückführung zur Gleismitte erfolgt. Auf das Überfahren der Gleismitte folgt eine gleichartige symmetrische Gegenbewegung, welche den Radsatz wieder zurückführt usw. Diese Vorgänge bewirken ein seitliches Pendeln des Radsatzes und werden unter dem Begriff "Sinuslauf des Radsatzes" zusammengefasst. Bei steigender Fahrgeschwindigkeit nehmen Amplitude und Frequenz dieser Bewegung zu, bis schließlich die Spurkränze diese seitlichen Bewegungen begrenzen und nichtlineare Effekte aufgrund der Profilform die Oberhand gewinnen. Dieser Zustand wird mit "lauftechnische Instabilität" bezeichnet. • Im Bogen mit großem Radius verschiebt sich die Mitte der Pendelbewegung nach bogenau-ßen, die Kurvenfahrt ist bei moderaten Geschwindigkeiten ohne Spurkranzanlauf möglich. • Im engen Bogen können die Räder trotz größtmöglicher seitlicher Verschiebung die Laufwegunterschiede zwischen Innen- und Außenschiene nicht mehr kompensieren. In Folge läuft das Innenrad vor und das Außenrad bleibt zurück, die Achssteilung weicht von der Idealstellung weit ab.

[0004] Zudem ergeben sich große Anlaufwinkel zwischen der Radebene und der Tangente an den Gleisbogen, welche große seitliche Gleitbewegungen bedingen. Diese führen ihrerseits zu großem Schienen- und Radverschleiß und zu Quietsch- bzw. Kreischgeräuschen. Dies gilt ebenso für angetriebene Fahrzeuge. • Überproportional verstärkt werden diese Effekte mit der Vergrößerung der Achsabstände, wie dies für zweiachsige Fahrzeuge typisch geworden ist.

[0005] Mechanismen zur gegenseitigen Selbststeuerung zweier Achsen sind bekannt. Durch die diagonale Verbindung mit starren Stangen ist bei diesen Konstruktionen sichergestellt, dass die diagonal angeordneten Achslager der beiden Radachsen eines Schienenfahrwerkes bei Bogenfahrten entlang ihrer Verbindungslinie gleich große Verschiebungen in gleicher Richtung ausführen.

[0006] Aus DE 33 11 087 A1 ist ein Eisenbahnfahrzeug mit vier einzeln angeordneten, jeweils um eine eigene, vertikale Achse verschwenkbar ausgebildeten Rädern bekannt. Dabei sind zwei, betreffend die Gleisquerrichtung nebeneinander angeordnete Räder mit einem Bowdenzug verbunden.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen lauftechnischen Probleme einer Lösung zuzuführen. Gleichzeitig soll zwischen den Achsen ein möglichst großer Raum frei bleiben, um Einbauten auch größeren Ausmaßes (wie z.B. Arbeitsgeräte für Gleisbearbeitung) zu ermöglichen.

[0008] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Schienenfahrwerk der gattungsgemäßen Art durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 angeführten Merkmale gelöst.

[0009] Die Verwendung von Bowdenzügen ermöglicht eine freizügige Übertragung von Bewegungen über größere Entfernungen, wobei es von besonderem Vorteil ist, dass dadurch ein möglichst großer Bereich zwischen den beiden Achsen für Einbauten auch größeren Ausmaßes frei bleiben kann.

[0010] Ausgegangen werden kann von einer horizontal längs und quer weichen Verbindung der Achslager mit dem Wagenkasten.

[0011] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch und der Zeichnungsbeschreibung der Fig. 1 bis 6, die verschiedene Ausführungsbeispiele zeigen.

[0012] Wie in Fig. 1 ersichtlich, werden diagonal gegenüberliegende Achslager 3 von Radachsen 1 eines zwei Achsen aufweisenden Schienenfahrwerkes 15 durch Bowdenzüge 11 miteinander verbunden, die aus einer (Bowdenzug-) Hülle 12 und einer (Bowdenzug-) Seele bestehen. Die Hüllen 12 werden endseitig an einem Wagenkasten 16 befestigt. Eine Wirklinie bzw. Verbindungslinie 17 der Bowdenzuganschlüsse soll dabei mittig durch die Achslager 3 gehen.

[0013] Bei dieser einfachen Konstruktionsvariante sind noch folgende Probleme ungelöst: • Die Bowdenzüge 11 werden auf Zug und Druck beansprucht. • Die Seelen der Bowdenzüge 11 weisen an ihren Enden freie Abschnitte auf, die bei Druckbeanspruchungen zum Ausknicken neigen. • Die Befestigung der Hüllen 12 am Wagenkasten 16 kann nur in einiger Entfernung von der Befestigung der Seelen an den Achslagern 3 erfolgen.

[0014] Dies kann durch eine in Fig. 2 dargestellte Variante verbessert werden.

[0015] Auf der gedanklichen Verbindungslinie 17 der diagonal angeordneten Achslager 3 werden kurze Abschnitte zwischen dem jeweiligen Achslager 3 und einem innen liegenden Gelenkpunkt 5 als starre Lenker 6 ausgeführt. An diesem Gelenkpunkt 5 schließt ein Hebel 8 einer am Wagenkasten 16 befestigten Drehkonstruktion 7 an, die aus einer senkrecht montierten und drehbar gelagerten Welle 9 besteht, die unten über den Hebel 8 mit der Stange 6 und oben über einen Hebel 10 mit dem Bowdenzug 11 verbunden ist (siehe Fig. 2a).

[0016] Schließlich können entsprechend Fig. 3 die Drehbewegungen der beiden der Radachse 1 zugeordneten Drehkonstruktionen 7 durch eine gelenkig an den entsprechenden Hebeln 10 angeschlossene Verbindung 13 synchronisiert werden. Diese Synchronisation kann an einer Radachse 1 oder an beiden vorgesehen sein und hat den speziellen Zweck, die Längsbewegungen der Achsen 1 gegen den Wagenkasten 16 zu verhindern. Dies betrifft alle Fahrzeuge, die mit Antrieben oder Bremsen ausgestattet sind. Im Falle einer beidseitigen Synchronisation stellt sich als besonderer Vorteil die Belastung nur eines Bowdenzuges 11 auf Zug ein. Der zweite Bowdenzug 11 wird dadurch von der Übernahme von Druckkräften entlastet.

[0017] In einer weiteren Erfindungsvariante (Fig. 4) wird gezeigt, dass durch die Verbindung entsprechender Punkte auch durch starre Stangen 14 ein gleichartiger Effekt erzielt werden kann. Bei großen Abständen der Achsen 1 werden auch diese Stangen sehr lang, wodurch sich Knickprobleme ergeben können.

[0018] Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich bei einer Führung der Bowdenzüge 11 nach Fig. 3 oder Fig. 5, da damit der Raum zwischen den Radachsen 1 in besonders hohem Maß für Fahrzeugeinbauten oder Arbeitsgeräte freigehalten werden kann.

[0019] Zur Entlastung der Bowdenzüge 11, insbesondere von Druckkräften, können auch starre Verbindungen 14 zwischen den Hebeln 10 der Drehkonstruktionen 7, zugeordnet jeweils einer Achse 1, vorgesehen sein. Dadurch erhält man Mechanismen, die diagonal angeordnete Achslager 3 mit gleichen Verschiebungen in die gleiche Richtung bewegen, wobei die konischen Radprofile diese Bewegung - und damit eine weitgehende Radialstellung der Achsen - bewirken. Dieser Effekt stellt eine "Selbststeuerung" dar.

[0020] Die gegenseitige Parallelverschiebung der Achsen wird verhindert ("schubsteif"), das Schwenken der Achsen dagegen ermöglicht ("biegeweich"). Dies sind die Kriterien, die für ein • laufstabiles Fahren bei höheren Geschwindigkeiten und • für eine radiale Einstellung der Achsen bei Bogenfahrten zu erfüllen sind. Damit entspricht diese Konstruktion auch den Kriterien für selbststeuernde Laufwerke.

[0021] Der besondere Vorteil der Erfindung ist in der freien Verlegbarkeit der Bowdenzüge 11 zu sehen, die es ermöglicht, Bereiche von Einbauten (wie z.B. Arbeitseinrichtungen) zu umgehen.

[0022] Die Erfindung kann in einer großen Anzahl von Varianten verwirklicht werden. Zum Bespiel können die Drehachsen der Drehkonstruktion außerhalb oder innerhalb der diagonalen Verbindungslinien angeordnet werden; die Bowdenzüge 11 können direkt an den Hebeln 8 oder an der Synchronisierstange 14 angeschlossen werden. Diese Stange 14 kann auch durch einen Bowdenzug 13 ersetzt werden. Weitere Varianten sind denkbar.

[0023] Schließlich bleibt festzustellen, dass die auf die Achslager 3 wirkenden Kräfte durch die Achslager-Mitte gehen und dementsprechend die Kräfte in der durch die beiden Radachsen 1 gebildeten Ebene wirken sollen (Fig. 6). Dementsprechend soll auch das Gelenk 4 zwischen starrem Lenker 6 und dem Achslager 3 in der bezeichneten Ebene zu liegen kommen. Die Verbindungslenker 6 müssen gegebenenfalls gekrümmt ausgeführt werden, um eine Kollision mit den Rädern 2 zu vermeiden.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Schienenfahrwerk (15) mit einem Mechanismus zur Selbststeuerung von zwei Achslager (3) aufweisenden Radachsen (1), dadurch gekennzeichnet, dass die diagonal angeordneten Achslager (3) durch Bowdenzüge (11) miteinander verbunden sind, die an den Achslagern (3) in Richtung der diagonalen Verbindungslinie (17) der Achslager (3) angreifen.
2. 2. Schienenfahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier mit den Achslagern (3) verbundene, in einem Wagenkasten (16) gelagerte, sowohl mit den Bowdenzügen (11) als auch mit Verbindungen (13) verbundene Hebel- bzw. Drehkonstruktionen (7) vorgesehen sind, die Verschiebungen der Achslager (3) in horizontale Verschiebungen in beliebiger Richtung umsetzen sowie durch deren Verbindung (13) untereinander eine Gleichzeitigkeit der Bewegungen sicherstellen. Hierzu
3. 3 Blatt Zeichnungen